JP2018114473A

JP2018114473A - 水処理システム

Info

Publication number: JP2018114473A
Application number: JP2017007700A
Authority: JP
Inventors: 中島　純一; Junichi Nakajima; 純一中島; 敦行真鍋; Atsuyuki Manabe; 伸司松友; Shinji Matsutomo; 隆二宮; Takashi Ninomiya; 横山　大輔; Daisuke Yokoyama; 大輔横山
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2018-07-26

Abstract

【課題】逆浸透膜の破損のリスクを下げつつ、バイオフィルムの抑制のための処置を実行することにより、逆浸透膜の寿命を延ばすことが可能な、水処理システムを提供すること。
【解決手段】供給水Ｗ１１を逆浸透膜モジュール１０に向けて供給する供給水ラインＬ１と、供給水ラインＬ１に、殺菌力を有し、逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜への影響が所定値以下であるため、処理水の製造時に使用可能な第１薬剤を添加する第１薬剤添加装置５と、供給水ラインＬ１に、逆浸透膜モジュール１０の洗浄時に用いる第２薬剤を添加する第２薬剤添加装置７と、逆浸透膜モジュール１０に発生するバイオフィルムの量を推定するバイオフィルム量推定部１２と、推定されたバイオフィルム量に基づいて、第１薬剤添加装置５による第１薬剤の添加量、及び、第２薬剤添加装置７による第２薬剤の添加量を制御する薬剤添加制御部３０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、逆浸透膜モジュールでのバイオフィルムの発生を抑制する水処理システムに関する。

食品工場、機械工場、化学工場等の洗浄工程等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水を製造するため、水処理システムにおいて、逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう）を用いることにより、供給水から、塩分、重金属イオン、溶解シリカ、硝酸性窒素、細菌類、変異原性物質、有機塩素化合物等を取り除くことができる。しかし、逆浸透膜の使用においては、生物汚染による目詰まり、すなわち逆浸透膜の表面におけるバイオフィルムの形成によって逆浸透膜が閉塞してしまうバイオファウリングの問題が存在する。

この点、特許文献１は、バイオフィルムの抑制のため、逆浸透膜の洗浄あるいは殺菌時に、原水（海水）にｐＨ調整剤、洗浄剤、殺菌剤を注入するろ過システムを開示している。

特開２０１３−２４０７６２号公報

しかしながら、特許文献１に係るろ過システムにおいては、通常運転時には、バイオフィルムの抑制のための処置を何らしていなかった。これにより、バイオフィルムの発生頻度が高くなるため、逆浸透膜の寿命をあまり延ばすことはできなかった。

また、バイオフィルムの抑制のため、殺菌剤を注入する場合、注入する殺菌剤によっては、逆浸透膜の透過性に与える影響が大きい。例えば、殺菌剤が逆浸透膜を破損することにより透過流束が増大し、処理水の純度が低下することがある。一方で、殺菌剤が逆浸透膜に詰まることにより透過流速が減少し、生成される処理水の量が減少することがある。

そこで、本発明は、逆浸透膜の破損のリスクを下げつつ、バイオフィルムの抑制のための処置を実行することにより、逆浸透膜の寿命を延ばすことが可能な、水処理システムを提供することを目的とする。

本発明は、供給水から処理水を製造する水処理システムであって、供給水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給する供給水ラインと、前記供給水ラインに、殺菌力を有し、前記逆浸透膜モジュールの逆浸透膜への影響が所定値以下であるため、前記処理水の製造時に使用可能な第１薬剤を添加する第１薬剤添加装置と、前記供給水ラインに、前記逆浸透膜モジュールの洗浄時に用いる第２薬剤を添加する第２薬剤添加装置と、前記逆浸透膜モジュールに発生するバイオフィルムの量を推定するバイオフィルム量推定部と、前記バイオフィルム量推定部により推定されたバイオフィルム量に基づいて、前記第１薬剤添加装置による第１薬剤の添加量、及び、前記第２薬剤添加装置による第２薬剤の添加量を制御する薬剤添加制御部と、を備える、水処理システムに関する。

また、前記バイオフィルム量推定部は、前記逆浸透膜モジュールにおける膜圧力損失、膜透過流束、モジュール質量増加からなる群から選ばれた少なくとも１つに基づいて、前記バイオフィルム量を推定することが好ましい。

また、前記バイオフィルム量推定部は、更に、前記逆浸透膜モジュールにおける微生物増殖指標及び前記逆浸透膜モジュールへの付着スライム質量のうち少なくとも一方に基づいて、前記バイオフィルム量を推定することが好ましい。

また、前記逆浸透膜の劣化度を判定する膜劣化度判定部を更に備え、前記薬剤添加制御部は、前記膜劣化度判定部により判定される前記劣化度に基づいて、前記第２薬剤の添加を制御することが好ましい。

また、前記膜劣化度判定部は、ＥＣ除去率に基づいて前記劣化度を判定することが好ましい。

また、前記薬剤添加制御部は、前記劣化度が第１閾値以上であるか、前記バイオフィルム量が第２閾値未満の場合、前記第１薬剤の添加量を、前記バイオフィルム量に応じて増加させると同時に、前記第２薬剤の添加量を０とし、前記劣化度が第１閾値未満であり、かつ、前記バイオフィルム量が第２閾値以上、第３閾値未満の場合、前記第１薬剤の添加量を一定値に保ち、前記第２薬剤の添加量を、前記バイオフィルム量に応じて増加させ、前記劣化度が第１閾値未満であり、かつ、前記バイオフィルム量が第３閾値以上である場合、前記第１薬剤及び前記第２薬剤の添加量を一定値に保つよう、前記第１薬剤添加装置及び前記第２薬剤添加装置を制御することが好ましい。

また、前記薬剤添加制御部は、前記劣化度が第１閾値以上であるか、前記バイオフィルム量が第３閾値未満の場合、前記第１薬剤の濃縮水中の合計濃度が０．５〜５０ｍｇ／Ｌになるように前記第１薬剤添加装置を制御し、前記劣化度が第１閾値未満であり、かつ、前記バイオフィルム量が第３閾値以上である場合、前記第２薬剤の供給水中の合計濃度が０．５〜３０００ｍｇ／Ｌになるように前記第２薬剤添加装置を制御することが好ましい。

また、前記第１薬剤は、前記水処理システムの通常運転時に用いられることが好ましい。

また、前記第１薬剤は、イソチアゾリン、ＤＢＮＰＡ（２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド）、ナリンギン、酢酸、ヒノキチオール、ナイシン、ポリリジン、プロタミンおよびその塩、クロラミン又はブロマミンをスルファミン酸による安定化剤からなる群から選ばれた少なくとも１つであることが好ましい。

また、前記第２薬剤は、次亜塩素酸、クロラミン、ホルムアルデヒド、オルトフタルアルデヒド、グルタルアルデヒド、ブロノポール、過酸化水素、過酢酸からなる群から選ばれた少なくとも１つであることが好ましい。

また、前記第２薬剤を添加した後、処理水の製造の前に、所定期間、前記第２薬剤の添加を行わずに、供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給するリンス工程を実行可能であることが好ましい。

本発明によれば、逆浸透膜の破損のリスクを下げつつ、バイオフィルムの抑制のための処置を実行することにより、逆浸透膜の寿命を延ばすことが可能な、水処理システムを提供することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る水処理システムの全体構成図である。第１実施形態の制御部が薬剤添加制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。本発明の第１実施形態に係る水処理システムにおける、バイオフィルム推定量と薬剤添加量の関係を示す図である。第２実施形態の制御部が薬剤添加制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る水処理システムにおける、バイオフィルム推定量と薬剤添加回数の関係を示す図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態である水処理システム１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の水処理システム１の全体構成図である。

図１に示すように、水処理システム１は、第１薬剤添加装置５と、第２薬剤添加装置７と、加圧ポンプ８と、インバータ９と、逆浸透膜モジュール（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）１０と、膜劣化度判定部１１Ａ及び１１Ｂと、バイオフィルム量推定部１２と、定流量弁１４と、比例制御排水弁１５と、流量センサＦＭと、制御部３０と、を備える。なお、膜劣化度判定部１１Ａ及び１１Ｂに共通する説明を行う場合には、「膜劣化度判定部１１」と呼ぶことがある。また、制御部３０と被制御対象機器との電気的接続線の図示については、省略している。

水処理システム１は、ラインとして、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、循環水ラインＬ４と、濃縮排水ラインＬ５と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。また、その由来（出所）やその水質によらず、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３又は循環水ラインＬ４を流通する水を、「供給水」ともいい、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４又は濃縮排水ラインＬ５を流通する水を、「濃縮水」ともいう。

供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１１〜Ｗ１４を逆浸透膜モジュール１０に向けて供給するラインである。供給水ラインＬ１は、上流側から下流側に向けて、第１供給水ラインＬ１１と、第２供給水ラインＬ１２とを有する。

第１供給水ラインＬ１１の上流側の端部は、原水Ｗ１１の水源２に接続されている。第１供給水ラインＬ１１の下流側の端部は、接続部Ｊ１において、第２供給水ラインＬ１２及び循環水ラインＬ４に接続されている。

第２供給水ラインＬ１２の上流側の端部は、接続部Ｊ１に接続されている。第２供給水ラインＬ１２の下流側の端部は、逆浸透膜モジュール１０の一次側入口ポートに接続されている。第２供給水ラインＬ１２には、第１薬剤添加装置５、第２薬剤添加装置７、及び、加圧ポンプ８が、上流側から下流側に向けてこの順で設けられる。

第１薬剤添加装置５は、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３及び循環水ラインＬ４のうちの１つ以上の供給水が流通するラインに第１薬剤を添加する装置である。本実施形態においては、第１薬剤添加装置５は、供給水ラインＬ１（第２供給水ラインＬ１２）を流通する供給水Ｗ１２に第１薬剤を添加することにより、供給水Ｗ１３を得る装置である。第１薬剤添加装置５は、制御部３０と電気的に接続されている。なお、供給水Ｗ１２に対する第１薬剤の添加量や供給水Ｗ１２の水質によらず、第１薬剤添加装置５の薬剤添加位置よりも下流側で、第２薬剤添加装置７の薬剤添加位置よりも上流側の供給水ラインＬ１（第２供給水ラインＬ１２）を流通する水を「供給水Ｗ１３」ともいう。

本実施形態においては、第１薬剤添加装置５は、逆浸透膜モジュール１０におけるバイオフィルムの析出を抑制するために、第１薬剤を添加する。また、逆浸透膜モジュール１０において、逆浸透膜の表面にバイオフィルムが付着することを効果的に抑制可能なことから、第１薬剤の例として、下記〔表１〕に示すように、イソチアゾリン、ＤＢＮＰＡ（２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド）、ナリンギン（グレープフルーツ抽出物）、酢酸、ヒノキチオール、ナイシン、ポリリジン、プロタミン及びその塩（しらこたんぱく抽出物）、クロラミン又はブロマミンのスルファミン酸による安定化剤等を挙げることができる。これらの薬剤は、逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜への影響が所定値以下であるため、水処理システム１における通常の処理水の製造時に使用可能な薬剤である。ここで、「逆浸透膜への影響が所定値以下」とは、例えば、これらの薬剤を用いても、逆浸透膜モジュール１０での透過流速が、初期値の±１５％以上変化することがない、ということであってもよい。あるいは、例えば、これらの薬剤を用いても、逆浸透膜モジュール１０での塩除去率や電気伝導率の除去率が２％以上低下しない、ということであってもよい。

また、第２薬剤添加装置７は、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３及び循環水ラインＬ４のうちの１つ以上の供給水が流通するラインに第２薬剤を添加する装置である。本実施形態においては、第２薬剤添加装置７は、供給水ラインＬ１（第２供給水ラインＬ１２）を流通する供給水（供給水Ｗ１３）に第２薬剤を添加することにより、供給水Ｗ１４を得る装置である。第２薬剤添加装置７は、制御部３０と電気的に接続されている。なお、供給水Ｗ１３に対する第２薬剤の添加量や供給水Ｗ１３の水質によらず、第２薬剤添加装置７の薬剤添加位置よりも下流側の供給水ラインＬ１（第２供給水ラインＬ１２）を流通する水を「供給水Ｗ１４」ともいう。

本実施形態においては、第２薬剤添加装置７は、逆浸透膜モジュール１０のフラッシング時に、第２薬剤を添加する。また、逆浸透膜モジュール１０において、逆浸透膜の表面のバイオフィルムを効果的に殺菌可能なことから、第２薬剤の例として、下記〔表２〕に示すように、次亜塩素酸、クロラミン、ホルムアルデヒド、オルトフタルアルデヒド、グルタルアルデヒド、ブロノポール、過酸化水素、過酢酸を挙げることができる。これらの薬剤は、第１薬剤に比較すると殺菌力が高いため、逆浸透膜モジュール１０のフラッシング時に好適な薬剤である。

加圧ポンプ８は、供給水Ｗ１４を吸入し、逆浸透膜モジュール１０に向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ８には、インバータ９から周波数が変換された駆動電力が供給される。加圧ポンプ８は、供給（入力）された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

インバータ９は、加圧ポンプ８に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。インバータ９は、制御部３０と電気的に接続されている。インバータ９には、制御部３０から指令信号が入力される。インバータ９は、制御部３０により入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ８に出力する。

供給水Ｗ１４は、加圧ポンプ８を介して逆浸透膜モジュール１０に供給される。また、供給水Ｗ１４（及びＷ１２、Ｗ１３）は、供給水Ｗ１１及び循環水Ｗ４０（後述）からなる。

逆浸透膜モジュール１０は、供給水Ｗ１４を透過水Ｗ２０と濃縮水Ｗ３０とに分離する設備である。詳細には、逆浸透膜モジュール１０は、加圧ポンプ８から吐出された供給水Ｗ１４を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２０と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３０とに膜分離処理する設備である。逆浸透膜モジュール１０は、単一又は複数の逆浸透膜エレメント（図示せず）を備える。逆浸透膜モジュール１０は、これら逆浸透膜エレメントにより供給水Ｗ１４を膜分離処理し、透過水Ｗ２０と濃縮水Ｗ３０とを製造する。

透過水ラインＬ２は、逆浸透膜モジュール１０で分離された透過水Ｗ２０を送出するラインである。透過水ラインＬ２の上流側の端部は、逆浸透膜モジュール１０の二次側ポートに接続されている。透過水ラインＬ２の下流側の端部は、貯留タンク（図示せず）に接続されている。透過水ラインＬ２には、膜劣化度判定部１１Ａと、流量センサＦＭとが設けられる。

膜劣化度判定部１１Ａは、後述の膜劣化度判定部１１Ｂと共に、逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜の劣化度を判定する。その具体的な方法については、後述する。
流量センサＦＭは、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２０の流量を検出する機器である。流量センサＦＭは、制御部３０と電気的に接続されている。流量センサＦＭで検出された透過水Ｗ２０の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部３０にパルス信号として送信される。

濃縮水ラインＬ３は、逆浸透膜モジュール１０で分離された濃縮水Ｗ３０が流通するラインである。濃縮水ラインＬ３の上流側の端部は、逆浸透膜モジュール１０の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水ラインＬ３の下流側は、接続部Ｊ２において、循環水ラインＬ４及び濃縮排水ラインＬ５に分岐している。また、濃縮水ラインＬ３には、膜劣化度判定部１１Ｂと、バイオフィルム量推定部１２とが設けられる。

膜劣化度判定部１１Ｂは、膜劣化度判定部１１Ａと共に、逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜の劣化度を判定する。
例えば、透過水ラインＬ２に設けられる膜劣化度判定部１１Ａは、透過水Ｗ２０の電気伝導度を計測し、また、濃縮水ラインＬ３に設けられる膜劣化度判定部１１Ｂは、濃縮水Ｗ３０の電気伝導度を計測する。更に、膜劣化度判定部１１Ａ及び１１Ｂは、それぞれにおいて計測された電気伝導度に基づき、逆浸透膜モジュール１０におけるＥＣ除去率（電気伝導度除去率）を算出する。そして、膜劣化度判定部１１Ａ及び１１Ｂは、このＥＣ除去率を所定の閾値と比較し、閾値を下回った場合には、逆浸透膜が劣化したと判定することが可能である。

あるいは、膜劣化度判定部１１は、ＥＣ除去率に代えて、塩除去率を算出し、これを閾値と比較することにより、逆浸透膜の劣化度を判断することが可能である。
あるいは、これらの膜劣化度判定部１１として圧力計を設けてよい。圧力計からなる膜劣化度判定部１１は、これらの圧力計が示す値と、流量センサＦＭが検知する流量値とに基づき、逆浸透膜モジュール１０の膜透過流速の増減を求め、この増減の幅に基づき、逆浸透膜の膜劣化度を判断することが可能である。

バイオフィルム量推定部１２は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３０に基づいて、後述の方法により、逆浸透膜モジュール１０に発生したバイオフィルムの量を推定する。なお、図２においては、バイオフィルム量推定部１２は、濃縮水ラインＬ３にのみ設けられているが、バイオフィルム推定方法によっては、濃縮水ラインＬ３のみならず、例えば、供給水ラインＬ１（とりわけ第２供給水ラインＬ１２）にも、バイオフィルム量推定部１２を設けることが可能である。

循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３に接続され、供給水としての濃縮水（循環水Ｗ４０）を供給水ラインＬ１に返送するラインである。本実施形態においては、循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３０を循環水Ｗ４０として、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ８よりも上流側（詳細には、第１薬剤添加装置５よりも上流側）に返送（循環）させるラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ２において濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、循環水ラインＬ４の下流側の端部は、接続部Ｊ１において、供給水ラインＬ１に接続されている。循環水ラインＬ４には、定流量弁１４が設けられる。

定流量弁１４は、循環水ラインＬ４を流通する循環水Ｗ４０の流量を所定の一定流量値に保持するように調節する機器である。定流量弁１４において保持される「一定流量値」とは、一定流量値に幅がある概念であり、定流量弁における目標流量値のみに限られない。例えば、定流量機構の特性（例えば、材質や構造に起因する温度特性等）を考慮して、定流量弁における目標流量値に対して、±１０％程度の調節誤差を有するものを含む。定流量弁１４は、補助動力や外部操作を必要とせずに一定流量値を保持するものであり、例えば、水ガバナの名称で呼ばれるものが挙げられる。なお、定流量弁１４は、補助動力や外部操作により動作して、一定流量値を保持するものでもよい。

濃縮排水ラインＬ５は、濃縮水ラインＬ３に接続され、濃縮排水Ｗ５０としての濃縮水を系外へ排出するラインである。本実施形態においては、濃縮排水ラインＬ５は、接続部Ｊ２において濃縮水ラインＬ３に接続され、逆浸透膜モジュール１０で分離された濃縮水Ｗ３０を、濃縮排水Ｗ５０として装置外（系外）に排出するラインである。濃縮排水ラインＬ５には、比例制御排水弁１５が設けられる。

比例制御排水弁１５は、濃縮排水ラインＬ５から装置外に排出される濃縮排水Ｗ５０の流量を調節する弁である。比例制御排水弁１５は、制御部３０と電気的に接続されている。比例制御排水弁１５の弁開度は、制御部３０から送信される駆動信号により制御される。制御部３０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御排水弁１５に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を調節することができる。

制御部３０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（図示せず）により構成される。制御部３０において、マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って、水処理システム１に係る各種の制御を実行する。以下、制御部３０の機能の一部について説明する。

制御部３０は、透過水Ｗ２０の流量が予め設定された目標流量値となるように、透過水Ｗ２０の検出流量値（系内の物理量）をフィードバック値として、加圧ポンプ８を駆動するための駆動周波数を演算し、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）をインバータ９に出力する（以下、「流量フィードバック水量制御」ともいう）流量制御部として機能する。なお、流量フィードバック水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

また、制御部３０は、後述の方法により検出／推定されるバイオフィルム量推定値に基づいて、供給水が流通するライン（供給水ラインＬ１）に添加される薬剤の添加量を調整するように第１薬剤添加装置５及び第２薬剤添加装置７を制御する薬剤添加制御部として機能する。なお、制御部３０が、後述の方法により検出／推定されるバイオフィルム量推定値に基づいて、供給水が流通するラインに添加される薬剤の添加量を調整するように第１薬剤添加装置５及び第２薬剤添加装置７を制御することを「薬剤添加制御」ともいう。

逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜に発生したバイオフィルム量は、バイオフィルム量推定部１２により、下記〔表３〕に記載の方法を用いて推定される。

例えば、バイオフィルム量推定部１２として、逆浸透膜モジュール１０の一次側入口、一次側出口、二次側に圧力計を設け、これらの圧力計が示す数値に基づき、バイオフィルム量を推定することが可能である。より具体的には、逆浸透膜モジュール１０での膜圧力損失に基づいて、バイオフィルム量を推定することが可能である。膜圧力損失は、逆浸透膜モジュール１０の一次側入口と一次側出口との間の第１差圧、及び、逆浸透膜モジュール１０の一次側入口と二次側との間の第２差圧に基づいて算出される。

あるいは、これらの圧力計が示す値と、流量センサＦＭが検知する流量値とに基づき、逆浸透膜モジュール１０の膜透過流束を求め、その変動に基づいて、バイオフィルム量を推定することが可能である。

あるいは、定期的に水処理システム１の運転を停止し、逆浸透膜モジュール１０を脱着して、逆浸透膜モジュール１０の質量の変化を測定することにより、バイオフィルム量を推定することが可能である。また、逆浸透膜モジュール１０のハウジング、又は、ハウジングの集合体を質量計の上に置いて、水処理システム１を運転しながら、逆浸透膜モジュール１０の質量の変化を測定することにより、バイオフィルム量を推定することも可能である。とりわけ、後者の場合、ハウジングの両端につながる配管として、ゴムホースやナイロンホース等、弾力のある管を用いるとともに、ハウジングの底部に質量計を設置すれば、逆浸透膜モジュール１０の質量の絶対値は正しく測定できないものの、質量の変化を測定することが可能である。

あるいは、逆浸透膜モジュール１０のハウジングの両端につながる配管にサンプル管を設け、逆浸透膜モジュール１０を脱着してサンプル管に付着した付着スライムの質量を測定した後、この付着スライムの質量に基づいて、バイオフィルム量を推定することが可能である。なお、付着スライムの質量としては、循環水ラインＬ４にバイパス配管を設け、その途中に、脱着自在であり、材質や管内の流速が逆浸透膜モジュール１０と同一のサンプル管を配置し、このサンプル管を定期的に脱着して付着スライムの質量を測定してもよい。ただし、サンプル管の内面に、スライムではなく、スケールが付着するケースもあるため、更に、例えば以下（１）〜（４）の方法を利用することにより、バイオフィルム量を推定することが可能である。
（１）サンプル管の内面に付着したバイオフィルムを綿棒で拭き取り、微生物量の多寡を反映するＡＴＰ（アデノシン三リン酸）量を測定する方法；
（２）サンプル管の内面に付着したバイオフィルムを、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換型赤外分光）等を用いるＩＲ分光分析装置で分析して、バイオフィルムであることを確認する方法；
（３）サンプル管の内面に付着したバイオフィルムを、顕微鏡等の可視化検出手段やＸ線撮像装置を用いて観察することにより、バイオフィルムであることを確認する方法；
（４）サンプル管を取り外した後、清浄な無菌水中で超音波洗浄して細菌を分散させ、濁度やＡＴＰを測定することにより、菌数を測定する方法；
（５）透明なガラス管等でサンプル管を構成し、サンプル管に付着したバイオフィルムをメチレンブルー等の色素で染色し、過剰な色素を洗い流した後、その色の強さでバイオフィルム量を求める方法。

あるいは、ＮＭＲ（核磁気共鳴）信号検出装置を用いて、逆浸透膜モジュール１０に付着した有機物の構造解析をすることにより、バイオフィルム量を推定することが可能である。また、供給水や濃縮水を試料としてＬＣ−ＯＣＤ（液体クロマト有機炭素測定法）、ＰＣＲ（ＰｏｌｙｍｅｒａｓｅＣｈａｉｎＲｅａｃｔｉｏｎ）増殖遺伝子解析法を用いたり、バイオフィルム形成菌特定用培地を用いて細菌を培養したり、公知の方法により、ＡＯＣ（同化性有機炭素量）、クオラムセンシング（ＱｕｏｒｕｍＳｅｎｓｉｎｇ）産生物質量、ＢＰＰ（バイオマス生成能）、ＢＦＲ（バイオフィルム生成速度）、ＮＦ（ナノろ過）分画ＴＯＣ（全有機体炭素量）、３次元蛍光スペクトル、ＴＥＰ（生体外分泌高分子粒子量）、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）を測定したりすることにより得られる微生物増殖指標に基づき、バイオフィルム量を推定することが可能である。

なお、ＢＰＰとしては、例えば、試験水を化学的に完全に洗浄した三角フラスコに採り、メンブランフィルターでろ過した供給水や循環水を接種し、暗所に静置した後、一定期間毎にＡＴＰを測定し、ＡＴＰの最大増加量をＢＰＰとすることが可能である。

また、ＢＦＲとしては、例えば、上記のように、サンプル管を超音波洗浄した後にＡＴＰを測定し、このＡＴＰの時間変化率をＢＦＲとすることが可能である。

また、ＴＥＰは、多糖類からなるゼリー状物質で、重量濃度は０．１ｐｐｍと小さいものの、海水中では膨潤して体積濃度は重量濃度の１００倍以上となる。また、クオラムセンシングとは、一部の真正細菌に見られる、自分と同種の菌の生息密度を感知して、それに応じて物質の産生をコントロールする機能のことであり、クオラムセンシングを行う代表的な細菌には、発光バクテリアの一種であるＶｉｂｒｉｏＦｉｓｃｈｅｒｉや、日和見感染の原因となる緑膿菌が挙げられる。

あるいは、バイオフィルム量推定部１２は、バイオファウリングポテンシャル（ＢＦＰ）として、吸光度Ｅ２６０を計測し、その値に基づきバイオフィルム量を推定することも可能である。

また、バイオフィルム量を推定する際、第一段階として、膜圧力損失、膜透過流束、モジュール質量増加量等の物理量を用いて、バイオフィルムの発生を推定し、バイオフィルムの発生が推定されたとき、第二段階として、付着スライム質量や微生物増殖指標を用いて、バイオフィルムの発生を特定する構成とした場合には、バイオフィルムをスケール等と区別することにより、バイオフィルムの発生を特定することが可能である。

図２は、水処理システム１による薬剤添加制御方法を示す。
ステップＳ１１において、膜劣化度判定部１１は、上記の方法を用いて、逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜の劣化度を算出する。

ステップＳ１２において、バイオフィルム量推定部１２は、上記の方法を用いて、逆浸透膜モジュール１０に発生したバイオフィルムの量を推定する。

ステップＳ１３において、膜劣化度が第１閾値ｔ１以上の場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）は、処理はステップＳ１６に移行する。膜劣化度が第１閾値ｔ１未満の場合（Ｓ１３：ＮＯ）は、処理はステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４において、推定されたバイオフィルム量が第２閾値ｔ２以上の場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１５に移行する。推定されたバイオフィルムの量が第２閾値ｔ２未満の場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、処理はステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１５において、推定されたバイオフィルム量が第３閾値ｔ３（＞ｔ２）以上の場合には、処理はステップＳ１８に移行する。推定されたバイオフィルム量が第３閾値ｔ３（＞ｔ２）未満の場合には、処理はステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１６において、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第１薬剤添加装置５を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、所定のタイミングで第１薬剤を添加する。その際、第１薬剤の添加量は、推定されたバイオフィルムの量に応じて増加させる。一方で、第２薬剤添加装置７は、第２供給水ラインＬ１２に対し、第２薬剤を添加しない。その後、処理はステップＳ１１に戻る（リターン）。

ステップＳ１７において、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第１薬剤添加装置５を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、所定のタイミングで第１薬剤を所定量添加する。この所定量とは、ステップＳ１６における第１薬剤の添加量の最大量と等しい。また、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第２薬剤添加装置７を制御することにより、供給水ラインＬ１２に対し、所定のタイミングで第２薬剤を添加する。その際、第２薬剤の添加量は、推定されたバイオフィルムの量に応じて増加させる。その後、処理はステップＳ１１に戻る（リターン）。

ステップＳ１８において、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第１薬剤添加装置５を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、所定のタイミングで第１薬剤を所定量添加する。この所定量とは、ステップＳ１６における第１薬剤の添加量の最大量と等しい。また、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第２薬剤添加装置７を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、所定のタイミングで第２薬剤を所定量添加する。この所定量とは、ステップＳ１７における第２薬剤の添加量の最大量と等しい。その後、処理はステップＳ１１に戻る（リターン）。

なお、上記のステップＳ１７及びＳ１８において、第２供給水ラインＬ１２に対し第２薬剤を添加した後、水処理システム１は、処理水の製造の前に、所定期間、第２薬剤の添加を行わずに、供給水を逆浸透膜モジュール１０に向けて供給するリンス工程を実行することが好ましい。

図３は、図２を用いて説明した動作フローにおける、バイオフィルム推定量と薬剤添加量の関係を示したグラフである。

表３に記載の方法により推定されるバイオフィルム推定量が０から増加するに連れて、第１薬剤の添加量は単調増加し、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２になった段階で、第１薬剤の添加量はａ１となる。以降、バイオフィルム推定量が第３閾値ｔ３（＞ｔ２）になるまでは、第１薬剤の添加量はａ１のままであり、第２薬剤の添加量はバイオフィルム推定量に応じて単調増加する。バイオフィルム推定量が第３閾値ｔ３になった段階で、第２薬剤の添加量はａ２となる。以降、第１薬剤の添加量はａ１のままであり、第２薬剤の添加量はａ２のままである。

例えば、薬剤添加制御部としての制御部３０は、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２に達するまでは、第１薬剤の濃縮水中の合計濃度が０．５〜５０ｍｇ／Ｌになるように第１薬剤添加装置５を制御することが可能である。また、薬剤添加制御部としての制御部３０は、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２を超えた後は、第２薬剤の供給水中の合計濃度が０．５〜３０００ｍｇ／Ｌになるように第２薬剤添加装置７を制御することが可能である。

第１薬剤と第２薬剤とでは、殺菌機構が異なる。例えば、第１薬剤では殺菌されなかった菌が第２薬剤により殺菌されることがある一方で、第１薬剤では殺菌される菌が、第２薬剤では殺菌されないことがある。また、第２薬剤ではバイオフィルムを剥がすことが可能である一方で、第１薬剤ではバイオフィルムを剥がすことはできないものの、殺菌ができる、といった違いがある。このため、図３に示すように、基本的には、第２薬剤の添加を開始しても、第１薬剤の添加を継続する。

なお、図３のグラフでは、バイオフィルム推定量が０から第２閾値ｔ２になるまでの第１薬剤の添加量は線形に変化し、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２から第３閾値ｔ３になるまでの第２薬剤の添加量は線形に変化しているが、これには限られない。

上記のように、本発明の水処理システム１においては、第１ステージとして、第１薬剤添加装置５は、供給水ラインＬ１に第１薬剤を添加する。第２ステージにおいて、第１薬剤の添加に加え、第２薬剤添加装置７は、フラッシング時に、供給水ラインＬ１に第２薬剤を添加する。このフラッシングは、例えば、１時間に１回、１分間程度実行する。第２薬剤が危険性の高い薬剤であったとしても、比例制御排水弁１５を開放することにより、ブロー水として濃縮排水ラインＬ５から装置外（系外）に排出することが可能である。これにより、逆浸透膜モジュール１０の２次側に危険性の高い薬剤が持ち込まれることはない。

フラッシングの実行によってもバイオフィルム推定量が減少しない場合には、第３ステージにおいて、ユーザは、逆浸透膜モジュール１０の薬品洗浄を実行する。この薬品洗浄には、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）等のキレート剤等、膜に対する負荷の強い薬剤を使用する。薬剤の膜への接触時間は、例えば４０分〜１時間程度である。これにより、スケールもスライムもバイオフィルムも除去される。第３ステージの薬品洗浄によっても、逆浸透膜モジュール１０に発生したスケール、スライム、バイオフィルムを洗い切れない場合には、第４ステージにおいて、ユーザは、逆浸透膜モジュール１０自体を交換する。

〔第１実施形態の効果〕
上述した第１実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本発明の水処理システム１は、供給水Ｗ１１から処理水を製造する水処理システムであって、供給水Ｗ１１を透過水Ｗ２０と濃縮水Ｗ３０とに分離する逆浸透膜モジュール１０と、供給水Ｗ１１を逆浸透膜モジュール１０に向けて供給する供給水ラインＬ１と、供給水ラインＬ１に、殺菌力を有し、逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜への影響が所定値以下であるため、処理水の製造時に使用可能な第１薬剤を添加する第１薬剤添加装置５と、供給水ラインＬ１に、逆浸透膜モジュール１０の洗浄時に用いる第２薬剤を添加する第２薬剤添加装置７と、逆浸透膜モジュール１０に発生するバイオフィルムの量を推定するバイオフィルム量推定部１２と、バイオフィルム量推定部１２により推定されたバイオフィルム量に基づいて、第１薬剤添加装置５による第１薬剤の添加量、及び、第２薬剤添加装置７による第２薬剤の添加量を制御する薬剤添加制御部３０と、を備える。

そのため、２つの薬剤を使い分けることにより、逆浸透膜の破損を抑制しながら、同時に、逆浸透膜自体の交換のコストを抑えるのみならず、薬剤洗浄の頻度を減らすことにより、薬剤のコストをも抑えられる。また、バイオフィルム成長検出に応じて、２つの薬剤を組み合せて用いることで、バイオフィルム抑制の薬剤のコストを最適化できる。

また、バイオフィルム量推定部１２は、逆浸透膜モジュール１０における膜圧力損失、膜透過流束、モジュール質量増加からなる群から選ばれた少なくとも１つに基づいて、前記バイオフィルム量を推定する。

また、バイオフィルム量推定部１２は、更に、逆浸透膜モジュール１０における微生物増殖指標及び逆浸透膜モジュール１０への付着スライム質量のうち少なくとも一方に基づいて、バイオフィルム量を推定する。

このような二段構えのバイオフィルム量推定方法を用いることにより、バイオフィルムによる汚染を、スケール等による汚染と区別することができる。

また、本発明の水処理システム１は、逆浸透膜の劣化度を判定する膜劣化度判定部１１を更に備え、薬剤添加制御部３０は、膜劣化度判定部１１により判定される劣化度に基づいて、第２薬剤の添加を制御する。
また、膜劣化度判定部１１は、ＥＣ除去率に基づいて劣化度を判定する。

そのため、逆浸透膜の劣化度に応じて、逆浸透膜に対する影響が強い第２薬剤の添加を制御する（抑える）ことにより、逆浸透膜の寿命を延ばすことができる。

また、薬剤添加制御部３０は、劣化度が第１閾値以上であるか、バイオフィルム量が第２閾値未満の場合、第１薬剤の添加量を、バイオフィルム量に応じて増加させると同時に、第２薬剤の添加量を０とし、劣化度が第１閾値未満であり、かつ、バイオフィルム量が第２閾値以上、第３閾値未満の場合、第１薬剤の添加量を一定値に保ち、第２薬剤の添加量を、バイオフィルム量に応じて増加させ、劣化度が第１閾値未満であり、かつ、バイオフィルム量が第３閾値以上である場合、第１薬剤及び第２薬剤の添加量を一定値に保つよう、第１薬剤添加装置５及び第２薬剤添加装置７を制御する。

また、薬剤添加制御部３０は、劣化度が第１閾値以上であるか、バイオフィルム量が第３閾値未満の場合、第１薬剤の濃縮水Ｗ３０中の合計濃度が０．５〜５０ｍｇ／Ｌになるように第１薬剤添加装置５を制御し、劣化度が第１閾値未満であり、かつ、バイオフィルム量が第３閾値以上である場合、第２薬剤の供給水Ｗ１２中の合計濃度が０．５〜３０００ｍｇ／Ｌになるように第２薬剤添加装置７を制御する。

そのため、第２薬剤を入れても、第１薬剤を入れ続けることにより、第１薬剤と第２薬剤とで異なる殺菌機構を、相補的に用いることが可能となる。

また、第１薬剤は、水処理システム１の通常運転時に用いられる。
また、第１薬剤は、イソチアゾリン、ＤＢＮＰＡ（２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド）、ナリンギン、酢酸、ヒノキチオール、ナイシン、ポリリジン、プロタミンおよびその塩、クロラミン又はブロマミンをスルファミン酸による安定化剤からなる群から選ばれた少なくとも１つである。

このため、膜に対する影響力は少ないが、殺菌力がそれほど強くない薬剤を定常注入することで、バイオフィルムの成長が抑制されると共に、万が一の膜破損の場合の漏れによる安全上のリスクが軽減する。

また、第２薬剤は、次亜塩素酸、クロラミン、ホルムアルデヒド、オルトフタルアルデヒド、グルタルアルデヒド、ブロノポール、過酸化水素、過酢酸からなる群から選ばれた少なくとも１つである。

このため、フラッシング時の第２薬剤として、たとえ膜に対する影響力が大きくても、殺菌力が強い薬剤を用いることで、バイオフィルム成長検出値が大きくなった場合に、バイオフィルム成長を抑制することが可能となる。

また、第２薬剤を添加した後、処理水の製造の前に、所定期間、第２薬剤の添加を行わずに、供給水Ｗ１１を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給するリンス工程を実行可能である。

このため、フラッシング時の最後には第２薬剤の注入を止めるリンス工程を数秒入れることで、膜に対する影響のある第２薬剤を洗い流すことが可能となる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態である水処理システム１Ａについて、図面を参照しながら説明する。なお、水処理システム１Ａの全体構成は、水処理システム１と同一であるため、その図示を省略する。

水処理システム１において、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第１薬剤添加装置５及び第２薬剤添加装置７を制御する際、薬剤添加のタイミングを所定のタイミングとし、所定のタイミングにおいて添加される薬剤の添加量を、推定されたバイオフィルムの量に応じて変更していた。
一方、水処理システム１Ａにおいて、第１薬剤に関しては、水処理システム１と同様に、薬剤添加制御部としての制御部３０は、推定されたバイオフィルムの量に応じて、所定のタイミングにおいて添加される添加量を変更する。一方で、第２薬剤に関しては、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第２薬剤添加装置７が添加する一回当たりの薬剤の添加量を変更しない一方で、単位時間当たりの薬剤の添加回数を変更する。

水処理システムで用いられる殺菌剤に関しては、微生物の種類と殺菌剤の種類ごとに、ＭＩＣ（最小発育阻止濃度）とＭＢＣ（最小殺菌濃度）という値が測定されている。ＭＩＣとは、ある殺菌剤を特定の微生物に対して使用した場合、それ以上殺菌剤の濃度を増やすと、当該微生物が増殖できなくなる限界値のことである。一方、ＭＢＣとは、それ以上殺菌剤の濃度を増やすと、微生物が完全に死滅する限界値のことである。

これらのＭＩＣやＭＢＣを下回る濃度で殺菌剤を連続注入していると、この殺菌剤に対する耐性を持つ細菌が現れてくる。そこで、殺菌剤を連続注入する場合は、ＭＢＣをやや上回る濃度で連続注入する必要がある。しかし、上記の第１薬剤は、殺菌力の点では第２薬剤よりも劣り、ＭＢＣをやや上回る濃度で連続注入しても、やがて耐性菌が出現する可能性がある。

これを防止するため、第２薬剤に関しては、ＭＢＣの１０〜１００倍量、具体的には０．５〜５０００ｍｇ／Ｌの高濃度で、供給水に短期間接触させる方法を用いる。より具体的には、第１薬剤に関しては、推定されたバイオフィルムの量に応じて比例的に増加させ、バイオフィルム量が第１の閾値以上となったら、高濃度での第２薬剤の添加を開始し、更に、推定されたバイオフィルムの量に応じて、第２薬剤の添加の頻度を増やす。

図４は、水処理システム１Ａによる薬剤添加制御方法を示す。
ステップＳ２１において、膜劣化度判定部１１は、上記の方法を用いて逆浸透膜モジュール１０の逆浸透膜の劣化度を算出する。

ステップＳ２２において、バイオフィルム量推定部１２は、上記の方法を用いて、逆浸透膜モジュール１０に発生したバイオフィルムの量を推定する。

ステップＳ２３において、膜劣化度が第１閾値ｔ１以上の場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）は、処理はステップＳ２６に移行する。膜劣化度が第１閾値ｔ１未満の場合（Ｓ２３：ＮＯ）は、処理はステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４において、推定されたバイオフィルム量が第２閾値ｔ２以上の場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ２５に移行する。推定されたバイオフィルムの量が第２閾値ｔ２未満の場合（Ｓ２４：ＮＯ）には、処理はステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２５において、推定されたバイオフィルム量が第３閾値ｔ３（＞ｔ２）以上の場合には、処理はステップＳ２８に移行する。推定されたバイオフィルム量が第２閾値ｔ３（＞ｔ２）未満の場合には、処理はステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２６において、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第１薬剤添加装置５を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、第１薬剤を所定量添加する。その際、単位時間当たりの第１薬剤の添加量は、推定されたバイオフィルムの量に応じて増加させる。一方で、第２薬剤添加装置７は、第２供給水ラインＬ１２に対し、第２薬剤を添加しない。その後、処理はステップＳ２１に戻る（リターン）。

ステップＳ２７において、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第１薬剤添加装置５を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、第１薬剤を所定量、単位時間当たり所定回数添加する。この所定量とは、ステップＳ２６における第１薬剤の最大添加量と等しい。また、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第２薬剤添加装置７を制御することにより、供給水ラインＬ１２に対し、第２薬剤を所定量添加する。その際、第２薬剤の単位時間当たりの添加回数は、推定されたバイオフィルムの量に応じて増加させる。その後、処理はステップＳ２１に戻る（リターン）。

ステップＳ２８において、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第１薬剤添加装置５を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、所定量の第１薬剤を添加する。この所定量とは、ステップＳ２６における第１薬剤の最大添加量と等しい。また、薬剤添加制御部としての制御部３０は、第２薬剤添加装置７を制御することにより、第２供給水ラインＬ１２に対し、所定量の第２薬剤を、単位時間当たり所定回数添加する。この所定回数とは、ステップＳ２７における第２薬剤の単位時間当たりの最大添加回数と等しい。その後、処理はステップＳ２１に戻る（リターン）。

なお、上記のステップＳ２７及びＳ２８において、第２供給水ラインＬ１２に対し第２薬剤を添加した後、水処理システム１は、処理水の製造の前に、所定期間、第２薬剤の添加を行わずに、供給水を逆浸透膜モジュール１０に向けて供給するリンス工程を実行することが好ましい。

図５は、図４を用いて説明した動作フローにおける、バイオフィルム推定量と薬剤添加量及び単位時間当たりの薬剤添加回数の関係を示したグラフである。

表３に記載の方法により推定されるバイオフィルム推定量が０から増加するに連れて、第１薬剤の添加量は単調増加し、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２になった段階で、第１薬剤の添加量はｂ１となる。以降、バイオフィルム推定量が第３閾値ｔ３（＞ｔ２）になるまでは、第１薬剤の添加量はｂ１のままであり、第２薬剤の添加回数はバイオフィルム推定量に応じて単調増加する。バイオフィルム推定量が第３閾値ｔ３になった段階で、第２薬剤の添加回数はｂ２となる。以降、第１薬剤の添加量はｂ１のままであり、第２薬剤の添加回数はｂ２のままである。

その結果、第１実施形態と同様に、例えば、薬剤添加制御部としての制御部３０は、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２に達するまでは、第１薬剤の濃縮水中の合計濃度が０．５〜５０ｍｇ／Ｌになるように第１薬剤添加装置５を制御することが可能である。また、薬剤添加制御部としての制御部３０は、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２を超えた後は、第２薬剤の供給水中の合計濃度が０．５〜３０００ｍｇ／Ｌになるように第２薬剤添加装置７を制御することが可能である。

なお、図５のグラフでは、バイオフィルム推定量が０から第２閾値ｔ２になるまでの第１薬剤の添加量は線形に変化し、バイオフィルム推定量が第２閾値ｔ２から第３閾値ｔ３になるまでの第２薬剤の単位時間当たりの添加回数は線形に変化しているが、これには限られない。

〔第２実施形態の効果〕
上述した第２実施形態に係る水処理システム１Ａによれば、第１実施形態に係る水処理システム１と同様の効果が奏される。

〔変形例〕
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

例えば、通常運転時には、薬剤添加制御部としての制御部３０が、第１薬剤添加装置５を制御することにより、供給水ラインＬ１に第１薬剤を添加し、フラッシング時には、第１薬剤の添加に加えて、薬剤添加制御部としての制御部３０が、第２薬剤添加装置７を制御することにより、供給水ラインＬ１に第２薬剤を添加するとしたが、これには限定されない。具体的には、通常運転時には、供給水ラインＬ１に第１薬剤のみが添加され、フラッシング時には、供給水ラインＬ１に第２薬剤のみが添加されるようにしてもよい。

また、水処理システム１，１Ａにおいては、第１薬剤を添加する第１薬剤添加装置５と、第２薬剤を添加する第２薬剤添加装置７とが存在するが、これには限定されない。具体的には、１台の薬剤添加装置が、動作を切り替えることにより、２種の薬剤の各々を添加する構成としてもよい。あるいは、第１薬剤が複数であったり、第２薬剤が複数であったりしてもよい。３台以上の薬剤添加装置が水処理システム１に備わってもよい。

また、水処理システム１及び１Ａにおいて、第１薬剤を添加する第１薬剤添加装置５と、第２薬剤を添加する第２薬剤添加装置７とが存在するが、これには限定されない。具体的には、１台の薬剤添加装置が、動作を切り替えることにより、２種の薬剤の各々を添加する構成としてもよい。あるいは、第１薬剤が複数であったり、第２薬剤が複数であったりしてもよい。３台以上の薬剤添加装置が水処理システム１に備わってもよい。

また、第２実施形態である水処理システム１Ａにおいて、膜劣化度判定部１１Ａ及び１１Ｂを用いて、ＥＣ除去率を算出し、このＥＣ除去率を閾値と比較することにより、逆浸透膜の劣化度を判断するとしたが、これには限定されない。
例えば、膜劣化度判定部１１Ｂを設ける箇所を濃縮水ラインＬ３ではなく、供給水ラインＬ１としてもよい。

また、第２実施形態である水処理システム１Ａにおいて、第１薬剤添加装置５は、所定量の第１薬剤を供給水ラインＬ１に添加し、第２薬剤添加装置７は、所定量の第２薬剤を供給水ラインＬ１に添加するとしたが、これに制限されない。推定されるバイオフィルム量に応じて、第１薬剤及び第２薬剤の添加量を変更してもよい。

１，１Ａ水処理システム、５第１薬剤添加装置、７第２薬剤添加装置、
１０逆浸透膜モジュール、１１膜劣化度判定部、
１２バイオフィルム量推定部、３０制御部、
Ｌ１供給水ライン、Ｌ２透過水ライン、Ｌ３濃縮水ライン、
Ｌ４循環水ライン、Ｌ５濃縮排水ライン、
Ｌ１１第１供給水ライン、Ｌ１２第２供給水ライン

Claims

供給水から処理水を製造する水処理システムであって、
供給水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給する供給水ラインと、
前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水が流通する濃縮水ラインと、
前記供給水ラインに、殺菌力を有し、前記逆浸透膜モジュールの逆浸透膜への影響が所定値以下であるため、前記処理水の製造時に使用可能な第１薬剤を添加する第１薬剤添加装置と、
前記供給水ラインに、前記逆浸透膜モジュールの洗浄時に用いる第２薬剤を添加する第２薬剤添加装置と、
前記逆浸透膜モジュールに発生するバイオフィルムの量を推定するバイオフィルム量推定部と、
前記バイオフィルム量推定部により推定されたバイオフィルム量に基づいて、前記第１薬剤添加装置による第１薬剤の添加量、及び、前記第２薬剤添加装置による第２薬剤の添加量を制御する薬剤添加制御部と、
を備える、水処理システム。
前記バイオフィルム量推定部は、前記逆浸透膜モジュールにおける膜圧力損失、膜透過流束、モジュール質量増加からなる群から選ばれた少なくとも１つに基づいて、前記バイオフィルム量を推定する、請求項１に記載の水処理システム。
前記バイオフィルム量推定部は、更に、前記逆浸透膜モジュールにおける微生物増殖指標及び前記逆浸透膜モジュールへの付着スライム質量のうち少なくとも一方に基づいて、前記バイオフィルム量を推定する、請求項２に記載の水処理システム。
前記逆浸透膜の劣化度を判定する膜劣化度判定部を更に備え、
前記薬剤添加制御部は、前記膜劣化度判定部により判定される前記劣化度に基づいて、前記第２薬剤の添加を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理システム。
前記膜劣化度判定部は、ＥＣ除去率に基づいて前記劣化度を判定する、請求項４に記載の水処理システム。
前記薬剤添加制御部は、前記劣化度が第１閾値以上であるか、前記バイオフィルム量が第２閾値未満の場合、前記第１薬剤の添加量を、前記バイオフィルム量に応じて増加させると同時に、前記第２薬剤の添加量を０とし、前記劣化度が第１閾値未満であり、かつ、前記バイオフィルム量が第２閾値以上、第３閾値未満の場合、前記第１薬剤の添加量を一定値に保ち、前記第２薬剤の添加量を、前記バイオフィルム量に応じて増加させ、前記劣化度が第１閾値未満であり、かつ、前記バイオフィルム量が第３閾値以上である場合、前記第１薬剤及び前記第２薬剤の添加量を一定値に保つよう、前記第１薬剤添加装置及び前記第２薬剤添加装置を制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理システム。
前記薬剤添加制御部は、前記劣化度が第１閾値以上であるか、前記バイオフィルム量が第３閾値未満の場合、前記第１薬剤の濃縮水中の合計濃度が０．５〜５０ｍｇ／Ｌになるように前記第１薬剤添加装置を制御し、前記劣化度が第１閾値未満であり、かつ、前記バイオフィルム量が第３閾値以上である場合、前記第２薬剤の供給水中の合計濃度が０．５〜３０００ｍｇ／Ｌになるように前記第２薬剤添加装置を制御する、請求項６に記載の水処理システム。
前記第１薬剤は、前記水処理システムの通常運転時に用いられる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水処理システム。
前記第１薬剤は、イソチアゾリン、ＤＢＮＰＡ（２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド）、ナリンギン、酢酸、ヒノキチオール、ナイシン、ポリリジン、プロタミンおよびその塩、クロラミン又はブロマミンをスルファミン酸による安定化剤からなる群から選ばれた少なくとも１つである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水処理システム。
前記第２薬剤は、次亜塩素酸、クロラミン、ホルムアルデヒド、オルトフタルアルデヒド、グルタルアルデヒド、ブロノポール、過酸化水素、過酢酸からなる群から選ばれた少なくとも１つである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の水処理システム。
前記第２薬剤を添加した後、前記処理水の製造の前に、所定期間、前記第２薬剤の添加を行わずに、前記供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給するリンス工程を実行可能である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水処理システム。